TIPOS DE CARGA QUE DEBE SOPORTAR UNA VIGA Y COMO CALCULARLAS, CARGAS A TRACCION, COMPRESION, FLEXO COMPRESOR

1. PROFESOR: Ing. Oswaldo D. Centeno O.
Santa Ana de Coro; Abril de 2010

2. Ing. Oswaldo D. Centeno

3. INFRAESTRUCTURA:
Zapata, Pedestal, Viga
de Riostra y Losa de
Fundación
SUPERESTRUCTURA:
Columnas, Vigas de Carga,
Vigas de Amarre, Losa de
Entrepiso y Losa de Techo
Ing. Oswaldo D. Centeno

4. DEFINICIÓN DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Los elementos estructurales, también llamados miembros
estructurales o piezas estructurales “son cada una de las piezas que forman
parte de una estructura, poseen un carácter unitario y se muestran de la
misma manera bajo la acción de una o varias cargas aplicadas”.
CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Viga de Riostra
Pedestal
Zapata
Losa Entrep.
Vigas de Amarre
Vigas de Carga
Columnas
Ing. Oswaldo D. Centeno

5. DEFINICIÓN DE CARGAS
Las cargas estructurales son definidas como la acción directa de
una fuerza concentrada o distribuida actuando sobre el elemento estructural
y la cual produce estados tensionales sobre la estructura.
CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS SEGÚN LA SUPERFICIE DE ACCIÓN
CARGAS PUNTUALES O CONCENTRADAS: Son aquellas cargas que actúan en una
superficie muy reducida (5% máximo) con respecto al área total. Ejemplo: UnaEjemplo: Una
Columna, un nervio sobre una viga de carga, el anclaje de un tensor, un puente grúaColumna, un nervio sobre una viga de carga, el anclaje de un tensor, un puente grúa
sobre una vía, entre otros.sobre una vía, entre otros.
CARGAS DISTRIBUIDAS: Son aquellas cargas que actúan de manera continua a lo largo
de todo el elemento estructural o parte de el. Ejemplo: Peso propio de una losa, presiónEjemplo: Peso propio de una losa, presión
del agua sobre el fondo de un deposito, pared sobre la losa, entre otras.del agua sobre el fondo de un deposito, pared sobre la losa, entre otras.
Ing. Oswaldo D. Centeno

6. REPRESENTACIÓN GRAFICA DE LAS CARGAS PUNTUALES Y DISTRIBUIDAS
CLASIFICACIÓN DE LAS CARGAS SEGÚN LA PERMANENCIA
CARGA MUERTA O CARGA PERMANENTE: Son cargas por gravedad de magnitudes
constantes que actúan de manera permanente sobre la estructura. Ejemplo: Peso propioEjemplo: Peso propio
de la losa, paredes, piso, ventanas, aires acondicionados, entre otros.de la losa, paredes, piso, ventanas, aires acondicionados, entre otros.
CARGA PUNTUAL
Unidad:
Kg (Sist. M.K.S.)
Ton (Sist. Ingles)
CARGA DISTRIBUIDA
Unidad:
Kg/m
Ton/m
Baranda Protectora
Paredes
Losa de Techo
Ventanas
Puertas
Ing. Oswaldo D. Centeno

7. CARGA VIVA O VARIABLE: Son aquellas cargas cuyas magnitudes o posiciones o ambos
aspectos a la vez varían según el uso de la estructura. Para ello la COVENIN, en función
a ciertos ensayos, han propuesto unos pesos referenciales para cada tipo de edificación.
Vivienda: 175 kg/m2 Escuelas: 300 kg/m2 aulas y
400 kg/m2 en corredores
Construcciones Deportivas
(GRADAS): 500 kg/m2
CARGA ESPECIALES: Son aquellas cargas dinámicas que varían rápidamente en el tiempo
y en el momento que actúan el estado de movimiento es considerable. Ejemplo: Sismo,Ejemplo: Sismo,
carga de viento, cambios de temperatura, acciones hidráulicas, entre otras.carga de viento, cambios de temperatura, acciones hidráulicas, entre otras.
Ing. Oswaldo D. Centeno

8. Falla de la Estructura por TSUNAMIFalla de la Estructura por TSUNAMI
Falla por CAMBIOS DE TEMPERATURAFalla por CAMBIOS DE TEMPERATURA
Ing. Oswaldo D. Centeno

9. Los apoyos o vínculos son los soportes sobre el cual descansa el extremo de
un elemento estructura y/o parte del sistema estructural que conforma dicho elemento.
DEFINICIÓN DE APOYO O VÍNCULO
CLASIFICACIÓN DE LOS APOYOS O VÍNCULOS
APOYOS EXTERNOS:
1.- RODILLO:1.- RODILLO: Se representa gráficamente de la forma
El apoyo tipo Rodillo presenta una restricción (Fv) y dos grados de libertad (Fh y M)
Fv2.- APOYO FIJO:2.- APOYO FIJO: Se representa gráficamente de la forma
El vinculo apoyo fijo presenta dos restricciones (Fh y Fv) y un grado de libertad (M)
Fv
Fh
Ing. Oswaldo D. Centeno

10. 3.- EMPOTRAMIENTO:3.- EMPOTRAMIENTO: Se representa gráficamente de la forma
El apoyo tipo Empotramiento presenta tres restricciones (Fv, Fh y M)
Fv
Fh
M
4.- EMPOTRAMIENTO MOVIL:4.- EMPOTRAMIENTO MOVIL: Se representa gráficamente de la forma
El apoyo tipo Empotramiento Movil presenta dos restricciones (Fv y M)
M
Fv
APOYOS INTERNOS:
1.- JUNTA ARTICULADA:1.- JUNTA ARTICULADA: Es la unión entre dos elementos estructurales que permite La
rotación entorno a un eje, se representa gráficamente de la forma
2.- JUNTA RIGIDA:2.- JUNTA RIGIDA: Es la unión entre dos elementos estructurales que impide la rotación
y el desplazamiento en cualquier dirección, se representa gráficamente de la forma
Ing. Oswaldo D. Centeno

11. DEFINICIÓN DE SISTEMAS ESTRUCTURALES
“Son sistemas compuestos de uno o varios elementos, dispuestos de
tal forma, que tanto la estructura total como cada uno de sus componentes,
sean capaces de mantenerse sin cambios apreciables en su geometría durante
la carga y descarga”.
Ing. Oswaldo D. Centeno

12. ESTRUCTURAS APORTICADAS
Se denominan ESTRUCTURAS APORTICADAS, aquel sistema que presentan gran
reciedumbre o dureza en todos su elementos y los mismo se encuentran adosados a
través de juntas rígidas, estas estructuras pueden ser de concreto con acero de refuerzo
o metálicas.
Ing. Oswaldo D. Centeno

13. ESTRUCTURAS RETICULARES
Se denominan ESTRUCTURAS RETICULARES, ARMADURAS O CERCHAS aquel
sistema formado a base de triángulos unidos entre si a base de soldaduras o pernos, este
tipo de estructura presentan gran rigidez y son utilizadas en estructuras donde hay
grandes luces, las uniones entre cada elemento son llamada nodos; estas estructuras
pueden ser de acero o de madera.
Cordón
Superior
Techo Gancho
Correa
Cumbrera
Cordón
Inferior
Placa o
Nodos
Canaleta
Ing. Oswaldo D. Centeno

14. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
Los sistemas estructurales según el GRADO DE INDETERMINACIÓN son
clasificados en:
SISTEMAS ESTRUCTURALES HIPOSTÁTICO: Son aquellos sistemas inestables y para
calcularlos se recurren a las ecuaciones de la dinámica. Matemáticamente una estructura
es hipostática cuando el número de incógnitas es menor que el número de ecuaciones,
por tanto el valor obtenido en la ecuación de grado de indeterminación es menor que
cero.
SISTEMAS ESTRUCTURALES ISOSTÁTICO: Son aquellos sistemas estables y para calcularlos
se recurren a las ecuaciones de equilibrio estático. Matemáticamente una estructura es
isostática cuando el número de incógnitas es igual al número de ecuaciones, por tanto el
valor obtenido en la ecuación de grado de indeterminación es igual a cero.
Ing. Oswaldo D. Centeno

15. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS ESTRUCTURALES
Los sistemas estructurales según el GRADO DE INDETERMINACIÓN
son clasificados en:
SISTEMAS ESTRUCTURALES HIPERESTÁTICO: Son aquellos sistemas estables, para
calcularlos se recurren a diversos métodos motivado a que la estructura es
estáticamente indeterminada. Matemáticamente una estructura es hiperestática cuando
el número de incógnitas es mayor que el número de ecuaciones, por tanto el valor
obtenido en la ecuación de grado de hiperestaticidad es mayor que cero.
Ing. Oswaldo D. Centeno

16. ECUACIÓN PARA DETERMINAR EL GRADO DE INDETERMINACIÓN
La ecuación empleada para determinar el grado de indeterminación
estática o grado de hiperestaticidad, en sistemas estructurales APORTICADOS
es:
• Nb: Número de Barras.
• R: Restricciones.
•Nj: Número de Juntas.
•Ec: Ecuación de Condición.
 Juntas Articuladas: Ec = (m-1) por cada junta articulada.
m = Número de barras que llegan a la junta.
 Juntas Rígidas: Ec = 0.
G.I. = [(3*Nb) + R] - [(3*Nj) + Ec]
G.I. < 0 “Hipostático”.
G.I. = 0 “Isostática”.
G.I. > 0 “Hiperestática”.
Ing. Oswaldo D. Centeno

17. ECUACIÓN PARA DETERMINAR EL GRADO DE INDETERMINACIÓN
La ecuación empleada para determinar el grado de indeterminación
estática o grado de hiperestaticidad, en sistemas estructurales RETICULADOS
es:
• Nb: Número de Barras.
• R: Restricciones.
•Nj: Número de Juntas.
G.I. = [Nb + R] - [(2*Nj)]
G.I. < 0 “Hipostático”.
G.I. = 0 “Isostática”.
G.I. > 0 “Hiperestática”.
Ing. Oswaldo D. Centeno

18. Sistema Estructural RETICULADO
Torre Eiffel (Francia)
Sistema Estructural
APORTICADO
Catedral Santa Basílica (Rusia)
Ing. Oswaldo D. Centeno

19. The Palm Jumeirah
Emiratos Árabes
(Dubái)
Hotel Burj Khalifa
Emiratos Árabes (Dubái)
Hidropolys Hotel Sub-acuático
Sistema Estructural Mixto
Ing. Oswaldo D. Centeno